本發明屬于油氣井固井工程技術領域，尤其涉及一種用于易漏失小井眼或窄間隙環空井固井的封堵防氣竄水泥漿。
背景技術：
復雜結構井的深部井段或從老井側鉆出的多壓力層系新井，存在小井眼或窄間隙環空的多壓力系統的注水泥過程易發生漏失和候凝過程易發生油氣水竄流，凝結水泥環在后續作業外力作用下易破碎影響層間有效封固質量，甚至導致環空帶壓，這既影響射孔、測試，也影響油氣井的生產管理和修井等作業。因此，應采用適合易漏失小井眼或窄間隙的水泥漿固井，才能更有效的提高封固質量，以利于射孔、測試、生產管理和修井等作業，防止或減小開采過程中的環空帶壓風險的發生。雖然關于固井過程中防止漏失、氣竄，或增強水泥石韌性的固井水泥漿，迄今國內外已開發出了多種添加劑和相應水泥漿體系，如專利zl201210571512.4“一種用于小間隙環空水平井固井的增韌防氣竄水泥漿”和專利zl201310244123.5“一種用于實體膨脹管固井的韌性防氣竄水泥漿”等，雖有針對小間隙的防氣竄和水泥石增韌的特性，但沒有針對多壓力系統易漏失小井眼或窄間隙環空井固井的漏、竄、易碎同治的多功能水泥漿體系，以及世界著名的halliburton和schlumberger等公司也沒有這類多功能且固井作業使用方便的水泥漿體系。
綜上所述，現有技術存在的問題是：同一裸眼井段存在不同壓力的多壓力系統的小井眼或窄間隙環空井固井在注水泥后候凝期間易發生漏失、候凝過程中易發生氣竄、試壓或開采等過程中水泥環易發生碎裂影響封隔質量或環空帶壓，影響油氣井的生產壽命。目前還沒有有效解決這類漏、竄、易碎共存問題的主要原因和難點是，一方面，防止漏失往往需要用較長的纖維類材料易導致水泥漿流變性較差，而不能滿足小井眼或窄間隙環空井注水泥易產生高泵壓要求水泥漿流變性好的需要。另一方面，防止水泥石易碎裂常用纖維和彈性顆粒類材料易導致水泥漿流變性較差和水泥石強度降低，也不能滿足注水泥要求水泥漿流變性好和窄間隙環空薄水泥環高強度的封隔能力。
技術實現要素：
針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種用于易漏失小井眼或窄間隙環空井固井的封堵防氣竄水泥漿。
本發明是這樣實現的為達到以上技術目的，本發明提供以下技術方案。
一種用于易漏失小井眼或窄間隙環空井固井的封堵防氣竄水泥漿，所述用于易漏失小井眼或窄間隙環空井固井的封堵防氣竄水泥漿由g級油井水泥或g級油井水泥與硅粉的混合物、封堵防氣竄劑、降失水劑、分散劑、緩凝劑、消泡劑與水配制而成；
100gg級油井水泥或g級油井水泥與硅粉的混合物，加入添加劑的量分別為：8g～10g封堵防氣竄劑，6g～8g降失水劑，0.0g～1.0g分散劑，0.2g～3.5g緩凝劑，0.1g～0.2g消泡劑，38.0g～44.0g自來水。
進一步，所述封堵防氣竄劑為長度3mm～5mm高強聚丙烯纖維，長度1mm～2mm玻璃纖維，長度1mm～2mm椰殼纖維，粒徑30～40目橡膠粉，粒徑600～800目粉煤灰，粒徑600～800目磷石膏粉，粒徑2000目以上微硅，按質量比為(2～5):(2～5):(2～5):(2～3):(5～8):(3～5):(5～8)混合而成。
進一步，所述降失水劑為丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和n-乙烯基吡咯烷酮三元共聚類的油井水泥降失水劑。
進一步，所述分散劑為甲醛和丙酮縮聚物。
進一步，所述緩凝劑為丙烯酸、馬來酸、對苯乙烯磺酸鹽和親水性長鏈烯類單體的共聚物。
進一步，所述消泡劑為乳化硅油、聚氧丙烯甘油醚或聚氧丙烯聚醚改性硅。
本發明的另一目的在于提供一種所述用于易漏失小井眼或窄間隙環空井固井的封堵防氣竄水泥漿的制備方法，所述用于易漏失小井眼或窄間隙環空井固井的封堵防氣竄水泥漿包括以下步驟：
步驟一，稱取100gg級油井水泥或g級油井水泥與硅粉的混合物，8g～10g封堵防氣竄劑，6g～8g降失水劑，0.0g～1.0g分散劑，0.2g～3.5g緩凝劑，0.1g～0.2g消泡劑，38.0g～44.0g自來水；
步驟二，封堵防氣竄劑與g油井水泥或g級油井水泥與硅粉的混合物干混均勻，降失水劑、分散劑、緩凝劑和消泡劑加入自來水中混配均勻后，按gb/t19139-2012油井水泥試驗方法配制水泥漿，即得到封堵防氣竄水泥漿。
本發明的優點及積極效果為：具有較強的封堵防漏防氣竄能力以及水泥環的耐沖擊能力，綜合性能協調良好，既能保證易漏失小井眼或窄間隙環空井固井的施工作業安全，又能改善小井眼或窄間隙環空井固井水泥環的封固質量，防止或減小油氣井生產過程中環空帶壓的風險。本發明的封堵防氣竄水泥漿，可用于井底靜止溫度90～180℃的易漏失小井眼或窄間隙環空井的固井，防漏封堵時間由常規體系的大于20秒降低為小于10秒～15秒，承壓能力由常規體系的2mpa～3mpa提高為5mpa～6mpa，防氣竄性能系數spn值小于3的強防氣竄，凝固24小時水泥石的抗沖擊韌性大于3.0j/cm2，且綜合工程性能協調良好，易于調整，即水泥漿稠化時間在約180min～360min之間可調，api失水量小于50ml，自由水可為0，流型指數可大于0.80，抗壓強度大于14mpa。
本發明與現有技術比較，具有以下有益效果：(1)封堵防氣竄劑使水泥漿具有封堵防漏和防竄作用，保證小井眼固井近井壁封堵，防止固井漏失和候凝過程地層油氣水竄流進入環空；(2)水泥漿凝固過程的微膨脹，在漏失的近井壁層可阻止地層流體竄入環空，在環空中有利于防止水泥漿凝結過程的體積收縮，提高水泥石環與套管和井壁間的膠結強度，提高環空的封固質量；(3)水泥漿凝固水泥石抗沖擊韌性好，有利于防止和減少油氣井開采過程的環空帶壓的發生；(4)水泥漿配制和注漿施工與常規水泥漿相同，不需要特殊工藝。
本發明一方面，將適當長度的剛性與柔性纖維以適當配比形成復合纖維，在漏失時快速形成互穿網絡結構，實現封堵防漏，同時這種互竄網絡結構還與微粒在井壁形成的封堵層可阻止水泥漿凝結過程中地層油氣水竄入環空，實現防竄。另一方面，磷石膏與粉煤灰的氧化鋁組分漏失進入井壁淺層后，隨后水泥漿水化產物氫氧化鈣與磷石膏和粉煤灰中的氧化鋁成分生成鈣釩石而膨脹，在硬化前的膨脹能防止或減小漏入水泥漿的水化體積收縮，而硬化后的微膨脹又能提高凝結水泥石與地層漏失孔隙或微裂縫的膠結強度，同時在環空中的水泥漿在凝結過程中同樣有這種微膨脹，其硬化前的膨脹能防止或減小水泥漿的水化體積收縮，而硬化后的微膨脹又能提高凝結水泥石與套管和井壁間的膠結強度，實現減小后期氣竄和環空帶壓風險。第三方面，復合纖維組分可阻止外力作用于水泥石時產生新的裂紋或使原有微裂縫等薄弱處進一步發展延伸，且組分中的橡膠粉在水泥石中能吸收外力作用在水泥石內部的應力集中，減小外力導致水泥石破壞的作用，實現水泥石增韌抗沖擊能力的提高。第四方面，膨脹組分與水泥的水化產物氫氧化鈣反應生成鈣釩石的過程，促進水泥的水化而提高水泥石的早期強度。
附圖說明
圖1是本發明實施例提供的用于易漏失小井眼或窄間隙環空井固井的封堵防氣竄水泥漿的制備方法流程圖。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
下面結合附圖對本發明的應用原理作詳細的描述。
本發明實施例提供的用于易漏失小井眼或窄間隙環空井固井的封堵防氣竄水泥漿由g級油井水泥或g級油井水泥與硅粉的混合物、封堵防氣竄劑、降失水劑、分散劑、緩凝劑、消泡劑與水配制而成；
100gg級油井水泥或g級油井水泥與硅粉的混合物，需加入添加劑的量分別為：8g～10g封堵防氣竄劑，6g～8g降失水劑，0.0g～1.0g分散劑，0.2g～3.5g緩凝劑，0.1g～0.2g消泡劑，38.0g～44.0g自來水。
所述封堵防氣竄劑為長度3mm～5mm高強聚丙烯纖維，長度1mm～2mm玻璃纖維，長度1mm～2mm椰殼纖維，粒徑30～40目橡膠粉，粒徑600～800目粉煤灰，粒徑600～800目磷石膏粉，粒徑2000目以上微硅，按質量比為(2～5):(2～5):(2～5):(2～3):(5～8):(3～5):(5～8)充分混合而成。
所述水泥漿在井底靜止溫度90℃～180℃時，封堵時間由常規體系的大于20秒降低為小于10秒～15秒，承壓能力由一般體系的2mpa～3mpa提高到5mpa～6mpa，水泥漿稠化時間在約180min～360min之間可調，api失水量小于50ml，自由水可為0，流型指數可大于0.80，抗壓強度大于14mpa，防氣竄性能系數spn值小于3，水泥石的抗沖擊韌性大于3.0j/cm2。
所述降失水劑為丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和n-乙烯基吡咯烷酮三元共聚類的油井水泥降失水劑。
所述分散劑為甲醛和丙酮縮聚物。
所述緩凝劑為丙烯酸、馬來酸、對苯乙烯磺酸鈉和親水性長鏈烯類單體的共聚物。
所述消泡劑為乳化硅油、聚氧丙烯甘油醚或聚氧丙烯聚醚改性硅。
如圖1所示，本發明實施例提供的用于易漏失小井眼或窄間隙環空井固井的封堵防氣竄水泥漿包括以下步驟：
s101：稱取100gg級油井水泥或g級油井水泥與硅粉的混合物，8g～10g封堵防氣竄劑，6g～8g降失水劑，0.0g～1.0g分散劑，0.2g～3.5g緩凝劑，0.1g～0.2g消泡劑，38.0g～44.0g自來水；
s102：封堵防氣竄劑與g級油井水泥或g級油井水泥與硅粉的混合物干混均勻，降失水劑、分散劑、緩凝劑和消泡劑加入自來水混配均勻后，按gb/t19139—2012油井水泥試驗方法配制水泥漿，即得到封堵防氣竄水泥漿。
下面結合具體實施例對本發明的應用原理作進一步的描述。
實施例1：適應井底靜止溫度90℃(循環溫度81℃)的水泥漿制備及性能：
稱取600克g級油井水泥，48克封堵防氣竄劑，36克降失水劑，0.4克分散劑，3.6克緩凝劑，0.6克消泡劑，228克自來水。封堵防氣竄劑與g級油井水泥干混均勻，降失水劑、分散劑、緩凝劑和消泡劑加入自來水中混配均勻后，按gb/t19139-2012油井水泥試驗方法配制水泥漿，即得到密度1.90g/cm3的封堵防氣竄水泥漿。
本發明實施例的水泥漿在井底靜止溫度90℃，循環溫度81℃時，測得水泥漿的封堵時間為8秒和承壓為5.7mpa，按gb/t19139-2012油井水泥試驗方法測得稠化時間195min，api失水量36ml，自由水0，流型指數0.8210，防氣竄性能系數spn值為1.63，凝固24小時水泥石的抗沖擊韌性大于4.3j/cm2，抗壓強度18mpa。
實施例2：適應井底靜止溫度180℃(循環溫度153℃)的水泥漿制備及性能：
稱取600克g級油井水泥，210克硅粉，60克封堵防氣竄劑，48克降失水劑，0.2克分散劑，21克緩凝劑，1.2克消泡劑，264克自來水。封堵防氣竄劑與g油井水泥和硅粉干混均勻，降失水劑、分散劑、緩凝劑和消泡劑加入自來水中混配均勻后，按gb/t19139-2012油井水泥試驗方法配制水泥漿，即得到密度1.90g/cm3的封堵防氣竄水泥漿。
本發明實施例的水泥漿用于井底靜止溫度180℃，循環溫度153℃時，測得水泥漿的封堵時間為12秒和承壓為5.3mpa，按gb/t19139-2012油井水泥試驗方法測得稠化時間340min，api失水量42ml，自由水0，流型指數0.8520，防氣竄性能系數spn值0.82，凝固24小時水泥石的抗沖擊韌性為3.2j/cm2，抗壓強度為21mpa。
本發明的封堵防氣竄水泥漿，可用于井底靜止溫度90～180℃的易漏失小井眼或窄間隙環空井的固井，防漏封堵時間由常規體系的大于20秒降低為小于10秒～15秒，承壓能力由常規體系的2mpa～3mpa提高為5mpa～6mpa，防氣竄性能系數spn值小于3的強防氣竄，凝固24小時水泥石的抗沖擊韌性大于3.0j/cm2，且綜合工程性能協調良好，易于調整，即水泥漿稠化時間在約180min～360min之間可調，api失水量小于50ml，自由水可為0，流型指數可大于0.80，抗壓強度大于14mpa。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。